[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen einer Intensität eines eine Meßstrecke
passiert habenden Radarsignals, umfassend Erzeugen des Radarsignals und Senden des
Radarsignals über die Meßstrecke, Empfangen des die Meßstrecke passiert habenden Radarsignals
und Bestimmen der Intensität des die Meßstrecke passiert habenden Radarsignals durch
geeignetes Messen. Die Erfindung betrifft außerdem eine entsprechende Vorrichtung
zum Bestimmen einer Intensität eines eine Meßstrecke passiert habenden Radarsignals,
umfassend einen Sender, eine Antennenanordnung, einen Empfänger und eine geeignete
Meßschaltung.
[0002] Ein solches Verfahren und eine solche Vorrichtung gehen hervor aus einem Prospekt
der Endress und Hauser Meßtechnik GmbH und Co., Maulburg, DE, betreffend einen Sender
QR30 und einen Empfänger DR30, mit welchen gemeinsam eine sog. Radarschranke aufgebaut
werden kann. Bei einer Radarschranke wird von einem zugehörigen Sender ein Radarsignal
über eine Meßstrecke gesandt und von einem geeignet positionierten Empfänger empfangen.
Eine Intensität des empfangenen Radarsignals wird bestimmt, und aus dieser Intensität
wird ermittelt, ob sich auf der Meßstrecke eine absorbierende Masse befindet. Eine
solche absorbierende Masse kann je nach Anwendung ein kompaktes Erzeugnis sein. Es
ist auch je nach Anwendungsfall eine absorbierende Masse in Form eines fließfähigen
Erzeugnisses denkbar. Ein typisches Einsatzgebiet für eine Radarschranke ist eine
Fördereinrichtung in einer Industrieanlage. Ein anderes Anwendungsgebiet ist die Überwachung
eines Eingangs oder Ausgangs zu einem kritischen Raumbereich in einem Gebäude; in
diesem Fall wäre als absorbierende Masse ein Mensch anzusehen, der den Eingang oder
Ausgang benutzen möchte. Es versteht sich, daß eine derartige Anwendung unter Einhaltung
gewisser Sicherheitsvorschriften erfolgen muß.
[0003] Aus der DE 44 29 118 C2 geht ein Radarsensor hervor, welcher zur Bestimmung eines
Ortes und/oder einer Geschwindigkeit eines Meßobjektes geeignet ist. Dieser Radarsensor
ist ausgebildet zur Erzielung einer hohen Empfindlichkeit.
[0004] Die WO 97/09637 A2 und die WO 97/09638 A2 betreffen jeweils eine Vorrichtung zur
Abstandsmessung mittels Radar. Jede Vorrichtung erfordert die Bereitstellung des zur
Abstandsmessung erforderlichen Radarsignals mit einer Frequenz, welche sich gemäß
einer spezifischen Vorgabe ändert. Die Vorrichtung gemäß WO 97/09637 A2 ist dabei
besonders ausgebildet zum Ausgleich einer eventuell vorhandenen Nichtlinearität in
der Variation der Frequenz des Radarsignals. Die Vorrichtung gemäß WO 97/09638 A2
ist besonders ausgebildet, um eine Abstandsmessung auch bei einem vergleichsweise
hohen Abstand des jeweiligen Meßobjektes von der Vorrichtung zu ermöglichen.
[0005] Der Einsatz einer Radarschranke anstelle einer herkömmlichen mechanischen oder optischen
Schranke ist für manche Anwendung von großem Interesse. Problematisch ist allerdings,
daß die Funktion einer Radarschranke beeinträchtigt werden kann, wenn zum Senden oder
zum Empfangen des Radarsignals lediglich eine einfache und kostengünstige, freilich
keine hohe Richtwirkung habende Antenne zum Einsatz kommt. In einem solchen Fall kann
es vorkommen, daß ein Radarsignal nicht nur auf einem eigentlich ausersehenen direkten
Weg vom Sender zum Empfänger gelangt, sondern zusätzlich noch auf einem Umweg; etwa
dann, wenn neben dem eigentlichen Meßobjekt ein zweites Objekt vorhanden ist und einen
Teil des Radarsignals, welches beispielsweise über eine Nebenkeule der zum Senden
verwendeten Antenne zu ihm gelangt ist, zum Empfänger reflektiert. Dadurch kann es
zu verschiedenen Störeffekten kommen; das Signal im Empfänger kann durch Überlagerung
ganz oder teilweise ausgelöscht werden, es ist auch denkbar, daß ein durch das eigentliche
Meßobjekt verursachter Schwächungseffekt im empfangenen Radarsignal durch ein störendes
Signal verdeckt wird.
[0006] Dementsprechend ist es die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung
der eingangs definierten Art anzugeben, mit dem bzw. mit der eine Beeinflussung des
Ergebnisses der angestrebten Messung durch ein über einen anderen Weg als die ausersehene
Meßstrecke empfangenes Störsignal vermieden ist.
[0007] Zur Lösung der auf ein Verfahren bezogenen Aufgabe angegeben wird ein Verfahren zum
Bestimmen einer Intensität eines eine Meßstrecke passiert habenden Radarsignals, umfassend:
Erzeugen des Radarsignals mit einer weitgehend linear sich verändernden Frequenz;
Erzeugen eines Referenzsignals, welches phasenstarr mit dem Radarsignal verkoppelt
ist;
Senden des Radarsignals über die Meßstrecke;
Empfangen des die Meßstrecke passiert habenden Radarsignals;
Mischen des die Meßstrecke passiert habenden Radarsignals mit dem Referenzsignal unter
Erzeugung eines Mischsignals;
Bandpaßfiltern des Mischsignals und Abtrennen eines eine dem Radarsignal, dem Referenzsignal
und der Meßstrecke zugehörige Sollfrequenz habenden Meßsignals; und
Bestimmen der Intensität des die Meßstrecke passiert habenden Radarsignals durch Messen
einer Intensität des Meßsignals.
[0008] Gemäß der Erfindung wird ein Radarsignal benutzt, dessen Frequenz sich in bestimmter
Weise verändert. Dies hat zur Konsequenz, daß ein von einem entsprechenden Empfänger
empfangenes Radarsignal eine von der Frequenz des zum Zeitpunkt des Empfangs ausgesendeten
Radarsignals entsprechend seiner Laufzeit zwischen dem Sender und dem Empfänger abweichende
Frequenz hat. Diese Abweichung entspricht einem der Länge der ausersehenen Meßstrecke
entsprechenden Sollwert, falls das Signal direkt über die Meßstrecke vom Sender zum
Empfänger gelangt ist und hat einen von dem Sollwert mehr oder weniger abweichenden
Wert, wenn es über eine von der Meßstrecke abweichenden, in der Regel längeren Weg
vom Sender zum Empfänger gelangt ist. Dementsprechend wird aus dem beim Empfänger
ankommenden Gemisch von Signalen jedwedes Signal ausgeblendet, welches eine von dem
Sollwert wesentlich abweichende Frequenz hat; es bedarf dazu lediglich eines Bandfilters.
Die Intensität des vom Bandfilter allein durchgelassenen Meßsignals wird nachfolgend
bestimmt und gibt die Intensität desjenigen Teils des Radarsignals, welcher wie gewünscht
die vorgegebene Meßstrecke passiert hat, wieder. Dementsprechend kommt es zur Ausübung
des Verfahrens nicht mehr an auf die Verwendung einer spezifischen richtscharfen Antennenanordnung.
Die notwendige Veränderung der Frequenz des Radarsignals muß nicht unbedingt einer
hohen Linearitätsanforderung genügen. Eine Nichtlinearität macht sich allenfalls bemerkbar
durch eine mehr oder weniger große Schwankung der Frequenz des Meßsignals, dessen
Intensität bestimmt werden soll. Es ist lediglich dafür Sorge zu tragen, daß diese
Schwankung innerhalb der Durchlaßbandbreite des Bandfilters bleibt, damit es nicht
zu einer Verfälschung des Meßergebnisses aufgrund der Durchlaßcharakteristik des Bandfilters
kommt. Man erkennt allerdings, daß die Zuverlässigkeit der Messung um so höher ist,
je geringer die Schwankung der Frequenz des Meßsignals ausfällt. Eine ähnliche Erwägung
gilt für die Anforderung, daß das Referenzsignal "phasenstarr" mit dem Radarsignal
verkoppelt sein müsse. Die erfindungsgemäß unbedingt notwendige Verkoppelung schließt
nicht aus, daß es eine gewisse beschränkte Schwankung der Phasen der genannten Signale
gegeneinander gibt, da auch eine solche Schwankung sich im wesentlichen nur in einer
entsprechenden Schwankung der Frequenz des Meßsignals äußern würde. Wiederum aber
ist zur Erreichung einer möglichst hohen Zuverlässigkeit der Messung eine weitgehende
Verminderung der Schwankung anzustreben.
[0009] Für die Ausführung des notwendigen Bandfilters gibt es eine Vielzahl von Möglichkeiten.
Das Bandfilter kann, gegebenenfalls unter geeigneter Wahl des Soliwertes für die Frequenz
des Meßsignals, in altbekannter analoger Technik aufgebaut und gegebenenfalls als
mechanisches Filter, Quarzfilter oder Oberflächenwellenfilter ausgeführt sein. Denkbar
ist auch die Verwendung eines digitalen Filters oder die Verwendung eines Signalprozessors,
worin das Bandfilter mittels geeigneter, an sich bekannter Software ausgebildet ist.
[0010] Eine bevorzugte Weiterbildung des Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, daß das Erzeugen
des Referenzsignals in einer phasenstarren Schleife erfolgt, welcher das Radarsignal
als Vorgabesignal zugeführt wird. Diese Weiterbildung erschließt die Anwendung der
an sich bekannten Technologie der phasenstarren Schleifen (PLL) für die Erfindung.
Für diese Technologie stehen handelsübliche integrierte Schaltkreise zur Verfügung,
so daß sich weitere diesbezügliche Ausführungen an dieser Stelle erübrigen.
[0011] Alternativ kann das Referenzsignal auch erzeugt werden durch Auskoppeln aus dem Radarsignal;
mit anderen Worten wird im wesentlichen das Radarsignal selbst als Referenzsignal
verwendet. Diese Verwendung kann erfolgen in der Weise, daß das aus dem Radarsignal
ausgekoppelte Referenzsignal erst nach einer gewissen zeitlichen Verzögerung dem Mischer
im Empfänger zum Mischen mit dem die Meßstrecke passiert habenden Radarsignal zugeführt
wird. Diese Verzögerung impliziert eine Verschiebung der Frequenz des Referenzsignals,
was zur Einstellung des Sollwertes gemäß einer entsprechenden Vorgabe von Bedeutung
sein kann. In diesem Zusammenhang ist folgende zusätzliche Weiterbildung von Interesse:
Der Sender und der Empfänger werden nicht räumlich voneinander getrennt, so daß der
Sender an einem ersten, der Empfänger an einem zweiten Ende der Meßstrecke postiert
wird. Vielmehr werden Sender und Empfänger mit einer entsprechenden Antennenanordnung,
die sowohl zum Senden als auch zum Empfangen geeignet ist, an einem ersten Ende der
Meßstrecke angeordnet, und an einem zweiten Ende der Meßstrecke wird ein Reflektor
für das Radarsignal aufgestellt. Dieses passiert die Meßstrecke zwischen dem Sender
und dem Empfänger nicht einmal, sondern zweimal. Da der Sender und der Empfänger nicht
wesentlich räumlich voneinander entfernt sind, entfällt das Erfordernis, zwischen
dem Sender und Empfänger eine zusätzliche Leitung oder dergl. vorzusehen, um die notwendige
feste Phasenbeziehung zwischen dem Radarsignal und dem Referenzsignal herzustellen.
Dagegen kann die gesamte Elektronik zum Senden, Empfangen und Auswerten des Radarsignals
an einem Ort konzentriert werden, was auch aus anwendungstechnischer Sicht von Bedeutung
ist.
[0012] Eine weitere Variante zur Erzeugung des Radarsignals und des damit in fester Phasenbeziehung
stehenden Referenzsignals besteht darin, ein gemeinsames Taktsignal vorzugeben, insbesondere
mit einer Frequenz, welche wesentlich geringer ist als die zur Bildung eines üblichen
Radarsignals erforderliche Frequenz, und dieses Taktsignal zur Bildung des Radarsignals
bzw. des Referenzsignals jeweils zu vervielfachen. Entsprechende elektronische Schaltungen
sind an sich bekannt und bedürfen an dieser Stelle keiner weiteren Erläuterung. Weiterhin
bevorzugt ist es, das Taktsignal so zu erzeugen, gegebenenfalls mittels eines entsprechenden
Modulators, daß es die für das Radarsignal gewünschte weitgehend sich linear ändernde
Frequenz hat. Dieses Taktsignal kann beispielsweise über zwei Koaxialkabel ohne weiteres
und insbesondere ohne die Gefahr einer störenden Beeinflussung und ohne die Inkaufnahme
einer wesentlichen Dämpfung dem Sender bzw. dem Referenzgeber zugeführt werden.
[0013] Das Verfahren wird zweckmäßig eingesetzt, indem aus der Intensität des die Meßstrecke
passiert habenden Radarsignals bestimmt wird, ob sich eine absorbierende Masse auf
der Meßstrecke befindet; in dieser Ausgestaltung ist das Verfahren ein Betriebsverfahren
für eine Radarschranke.
[0014] Zur Lösung der auf eine Vorrichtung bezogenen Aufgabe angegeben wird eine Vorrichtung
zum Bestimmen einer Intensität eines eine Meßstrecke passiert habenden Radarsignals,
umfassend:
einen Sender zum Erzeugen des Radarsignals mit einer weitgehend linear sich verändernden
Frequenz;
einen Referenzgeber zum Erzeugen eines Referenzsignals, welches phasenstarr mit dem
Radarsignal verkoppelt ist;
eine Antennenanordnung zum Senden des Radarsignals über die Meßstrecke und Empfangen
des die Meßstrecke passiert habenden Radarsignals;
einen Empfänger mit einem Mischer zum Mischen des die Meßstrecke passiert habenden
Radarsignals mit dem Referenzsignal zum Erzeugen eines Mischsignals;
einen Bandpaß zum Bandpaßfiltern des Mischsignals und Abtrennen eines eine dem Radarsignal,
dem Referenzsignal und der Meßstrecke zugehörigen Sollfrequenz habenden Meßsignals;
einer Meßschaltung zum Bestimmen der Intensität des die Meßstrecke passiert habenden
Radarsignals durch Messen einer Intensität des Meßsignals.
[0015] Wesentliche Vorteile dieser Vorrichtung erschließen sich aus den vorstehenden Ausführungen
zum Verfahren, zu dessen Ausführung die Vorrichtung geeignet ist, worauf hiermit verwiesen
wird. Bevorzugte Weiterbildungen dieser Vorrichtung entsprechen vorstehend angegebenen
bevorzugten Weiterbildungen des Verfahrens und sind in entsprechenden abhängigen Patentansprüchen
gekennzeichnet, auf welche hiermit ebenfalls verwiesen wird. Außerdem sind bevorzugte
Weiterbildungen der Vorrichtung erkennbar aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter
Ausführungsbeispiele der Erfindung, worauf ebenfalls verwiesen wird.
[0016] Es folgt nun eine Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand
der Zeichnung. Die Darstellungen der Zeichnung sind schematische Skizzen von Vorrichtungen,
deren praktische Realisierung in Anwendung der Kenntnisse einer einschlägig bewanderten
Fachperson obliegt.
[0017] Jede der vier Figuren zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zum Bestimmen
einer Intensität eines eine Meßstrecke passiert habenden Radarsignals. Die komplette
Vorrichtung ist der Übersicht halber nur in Figur 1 dargesellt; die Figuren 2 bis
4 enthalten nur noch die die für die jeweils dargestellte Ausführung besondere Bedeutung
habenden Elemente.
[0018] Figur 1 zeigt eine Vorrichtung zum Bestimmen einer Intensität eines eine Meßstrecke
1 passiert habenden Radarsignals, welche zu einer Radarschranke gehört. Funktionelle
Aufgabe der Radarschranke ist es festzustellen, ob sich auf der Meßstrecke 1 eine
Mikrowellen absorbierende Masse 2 befindet. Die Anwesenheit einer solchen Masse 2
macht sich bemerkbar an einer deutlichen Schwächung des die Meßstrecke 1 passierenden
Radarsignals. Zu einer Verfälschung dieser Bestimmung kann es kommen, wenn ein weiteres
Radarsignal über einen Umweg 3 abseits der Meßstrecke 1 an einer weiteren absorbierenden
Masse 4 abgelenkt und zusammen mit dem die Meßstrecke 1 passiert habenden Radarsignal
nachgewiesen wird. Vorliegend geht es darum, eine Störung beim Bestimmen einer Intensität
des die Meßstrecke 1 passiert habenden Radarsignals zu vermeiden.
[0019] Es seien zunächst die wesentlichen Bestandteile einer herkömmlichen entsprechenden
Vorrichtung erläutert: Die Vorrichtung hat einen Sender 5, in welchem das Radarsignal
erzeugt wird. Von dem Sender 5 gelangt es zu einer Sendeantenne 6 und wird aus dieser
über die Meßstrecke 1 zu einer Empfangsantenne 7 zu einem Empfänger 8 geleitet. Dieser
beinhaltet eine Meßschaltung 9, 10 mit einem Gleichrichter 9 und einem Anzeigegerät
10, hier symbolhaft als übliches Meßgerät dargestellt, zur Messung einer Intensität
entsprechend der Intensität des die Meßstrecke 1 passiert habenden Radarsignals.
[0020] Um eine Störung der Messung durch ein über den Umweg 3 gelangtes weiteres Radarsignal
zu verhindern, ist der Sender 5 zunächst so eingerichtet, daß er das Radarsignal mit
einer weitgehend linear sich verändernden Frequenz erzeugt. Zu diesem Zweck ist ein
Sendemodulator 11 vorgesehen, welcher den Sender 5 entsprechend steuert, beispielsweise
indem er eine elektrisch einstellbare Abstimmeinrichtung des Senders 5 (an sich bekannt)
mittels einer sägezahnförmigen Wechselspannung steuert. Des weiteren weist der Empfänger
8 einen Mischer 12 auf, dem neben dem von der Empfangsantenne 7 empfangenen, die Meßstrecke
1 passiert habenden Radarsignal ein Referenzsignal zugeführt wird. Das Referenzsignal
ist ausgekoppelt aus dem Radarsignal und gelangt über eine Referenzleitung 13, die
insoweit den erforderlichen Referenzgeber darstellt, zu dem Mischer 12. In die Referenzleitung
13 eingefügt ist ein Verzögerungselement 14. In dem Mischer 12 entsteht aus dem die
Meßstrecke 1 passiert habenden Radarsignal und dem Referenzsignal ein Mischsignal,
in welchem eine Mehrzahl von Frequenzen vorhanden ist. Dieses Mischsignal wird einem
Bandpaßfilter 15 zugeführt, und in diesem Bandpaßfilter 15 wird aus dem Mischsignal
ein eine Frequenz entsprechend einem dem Radarsignal, dem Referenzsignal und der Meßstrecke
zugehörigen Sollwert habendes Meßsignal abgetrennt. Dieser Sollwert entspricht im
wesentlichen einer Differenz aus der Frequenz des Referenzsignals und einer Frequenz
des die Meßstrecke 1 passiert habenden Radarsignals unter der Voraussetzung, daß das
Radarsignal tatsächlich entlang der Meßstrecke 1 sich ausgebreitet hat. Ein über einen
Umweg 3 zur Empfangsantenne 7 gelangtes Radarsignal hat einen Weg zurückgelegt, welcher
länger ist als die Meßstrecke 1, und hat dementsprechend eine andere Frequenz. Diese
andere Frequenz entspricht nach Mischung mit dem Referenzsignal nicht dem vorgegebenen
Sollwert, und das entsprechende Signal wird daher von dem Bandfilter 15 nicht bis
zum Gleichrichter 9 der Meßschaltung 9, 10 durchgelassen. Das vom Bandfilter 15 zum
Gleichrichter 9 durchgelassene Meßsignal ist durch seine dem Sollwert entsprechende
Frequenz ausgezeichnet als zugehörig zu einem Radarsignal, welches sich genau entlang
der Meßstrecke 1 ausgebreitet hat. Seine von der Meßschaltung 9, 10 bestimmte Intensität
ist daher ein zuverlässiges Maß für die Intensität des die Meßstrecke 1 passiert habenden
Radarsignals.
[0021] Als Radarfrequenz für die Vorrichtung gemäß Figur 1 wird eine Frequenz im Bereich
von 24 GHz bevorzugt. Die Variation der Frequenz des Radarsignals erfolgt bevorzugtermaßen
über ein Intervall mit einer Breite von 200 MHz.
[0022] Die Vorrichtung gemäß Figur 2 unterscheidet sich von der Vorrichtung gemäß Figur
1 durch die Erzeugung des Referenzsignals. Dazu vorgesehen ist nämlich ein Referenzgeber
16 in Form eines separaten Referenzoszillators 16. Dieser ist einbezogen in eine phasenstarre
Schleife und in dieser verbunden mit einer PLL-Schaltung 17, wie sie handelsüblich
erhältlich ist. Der PLL-Schaltung 17 wird das Radarsignal bzw. ein aus diesem ausgekoppeltes
Vorgabesignal zugeführt und die PLL-Schaltung stellt den Referenzoszillator 16 so
ein, daß das von ihm erzeugte Referenzsignal in einer festen Phasenbeziehung zum Radarsignal
steht.
[0023] Auch die Figur 3 zeigt eine Abwandlung der Vorrichtung gemäß Figur 1, wobei der Unterschied
in der Erzeugung des Radarsignals und der Erzeugung des Referenzsignals liegt. Zur
Erzeugung beider Signale ist nämlich ein Taktoszillator 18 vorgesehen, der ein Taktsignal
sowohl an den Sender 5 als auch an den Referenzoszillator 16 gibt. Der Taktoszillator
18 wird moduliert von einem Taktmodulator 19. Sowohl der Sender 5 als auch der Referenzoszillator
16 sind ausgestaltet als Vervielfacher und erzeugen jeweils ein Signal, welches einem
bestimmten ganzahligen Vielfachen des Taktsignals entspricht. Im übrigen entspricht
die Funktion der Vorrichtung gemäß Figur 3 der Funktion der Vorrichtung gemäß Figur
1. Die Ausgestaltung gemäß Figur 3 hat den Vorzug, daß die notwendige gemeinsame Zeitbasis
für den Sender 5 und den Referenzoszillator 16 geschaffen wird über ein Taktsignal,
welches eine bedeutend geringere Frequenz als die Frequenz des zu erzeugenden Radarsignals
besitzt und dementsprechend mit bedeutend geringerem Aufwand und auf bedeutend sicherere
Weise, etwa mit Hilfe von Koaxialkabeln, zum Sender 5 bzw. zum Referenzoszillator
16 geführt werden kann. In einer vergleichsweise "rauhen" Umgebung, wie z.B. einer
industriellen Fertigungsanlage, wird man daher der Ausgestaltung gemäß Figur 3 besonderen
Vorzug geben.
[0024] Figur 4 zeigt ebenfalls eine Abwandlung der Vorrichtung gemäß Figur 1 mit Besonderheiten.
Zunächst ist anstelle einer Antennenanordnung mit einer Senderantenne 6 und einer
davon entlang der Meßstrecke 1 distanzierten Empfangsantenne 7 nur eine Anordnung
mit einer einzigen Antenne 20, die sowohl zum Senden als auch zum Empfangen dient,
vorgesehen. Diese einzige Antenne 20 ist angeordnet an einem ersten Ende der Meßstrecke,
und an einem zweiten Ende der Meßstrecke 1 befindet sich ein Reflektor 21, welcher
ein von der einzigen Antenne 20 ausgesandtes, einfallendes Radarsignal zur einzigen
Antenne 20 zurückwirft. Zur Abtrennung eines zu sendenden von einem empfangenen Radarsignal
ist an der einzigen Antenne 20 ein Zirkulator 22, ein an sich bekanntes Mikrowellenbauelement,
vorgesehen. Dieser Zirkulator 22 führt ein Signal vom Sender 5 zur Antenne 20 und
ein Signal von der Antenne 20 zum Mischer 12. Der Mischer 12 erhält als Referenzsignal
ein aus dem Radarsignal über die Referenzleitung 13 ausgekoppeltes Signal. Gegebenenfalls
kann die Referenzleitung 13 ein Verzögerungselement 14 enthalten, wie aus Figur 1
erkennbar; insoweit ist auf eine Vorgabe für den Sollwert der Frequenz des hinsichtlich
seiner Intensität auszuwertenden Meßsignals Bedacht zu nehmen.
[0025] Im Sinne der Erfindung wird eine räumliche Selektivität einer Vorrichtung zur Bestimmung
einer Intensität eines eine Meßstrecke passiert habenden Radarsignals dadurch erreicht,
daß jedwedes in der Vorrichtung empfangene Signal mit einer von seinem Ausbreitungsweg
abhängigen Frequenz wahrgenommen wird.
[0026] Dadurch ist unter Benutzung eines Bandfilters eine Diskrimination hinsichtlich des
Ausbreitungsweges eines Radarsignals möglich, und dadurch wird eine von der Richtwirkung
einer eventuell eingesetzten Antenne unabhängige räumliche Selektivität erreicht.
1. Verfahren zum Bestimmen einer Intensität eines eine Meßstrecke (1) passiert habenden
Radarsignals, umfassend:
Erzeugen des Radarsignals mit einer weitgehend linear sich verändernden Frequenz;
Erzeugen eines Referenzsignals, welches phasenstarr mit dem Radarsignal verkoppelt
ist;
Senden des Radarsignals über die Meßstrecke (1);
Empfangen des die Meßstrecke (1) passiert habenden Radarsignals;
Mischen des die Meßstrecke (1) passiert habenden Radarsignals mit dem Referenzsignal
unter Erzeugung eines Mischsignals;
Bandpaßfiltern des Mischsignals und Abtrennen eines eine Frequenz entsprechend einem
dem Radarsignal, dem Referenzsignal und der Meßstrecke zugehörigen Sollwert habenden
Meßsignals; und
Bestimmen der Intensität des die Meßstrecke (1) passiert habenden Radarsignals durch
Messen einer Intensität des Meßsignals.
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Erzeugen des Referenzsignals in einer phasenstarren
Schleife (16, 17) erfolgt, welcher das Radarsignal als Vorgabesignal zugeführt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Referenzsignal erzeugt wird durch Auskoppeln
aus dem Radarsignal.
4. Verfahren nach Anspruch 3, bei dem das die Meßstrecke (1) ein erstes Mal passiert
habende Radarsignal reflektiert wird, die Meßstrecke (1) ein zweites Mal passiert
und zu einem Empfänger (8) im räumlicher Nähe zu einem Sender (5), von welchem das
Radarsignal ausgesendet wurde, gelangt.
5. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Radarsignal und das Referenzsignal erzeugt
werden durch jeweiliges Vervielfachen eines gemeinsamen Taktsignals.
6. Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, bei dem aus der Intensität des die Meßstrecke
(1) passiert habenden Radarsignals bestimmt wird, ob sich eine absorbierende Masse
(2) auf der Meßstrecke (1) befindet.
7. Vorrichtung zum Bestimmen einer Intensität eines eine Meßstrecke (1) passiert habenden
Radarsignals, umfassend:
einen Sender (5) zum Erzeugen des Radarsignals mit einer weitgehend linear sich verändernden
Frequenz;
einen Referenzgeber (13, 16) zum Erzeugen eines Referenzsignals, welches phasenstarr
mit dem Radarsignal verkoppelt ist;
eine Antennenanordnung (6, 7, 20, 21, 22) zum Senden des Radarsignals über die Meßstrecke
(1) und Empfangen des die Meßstrecke (1) passiert habenden Radarsignals;
einen Empfänger (8) mit einem Mischer (12) zum Mischen des die Meßstrecke (1) passiert
habenden Radarsignals mit dem Referenzsignal zum Erzeugen eines Mischsignals;
einen Bandpaß (15) zum Bandpaßfiltern des Mischsignals und Abtrennen eines eine Frequenz
entsprechend einem dem Radarsignal, dem Referenzsignal und der Meßstrecke (1) zugehörigen
Sollwert habenden Meßsignals;
einer Meßschaltung (9, 10) zum Bestimmen der Intensität des die Meßstrecke (1) passiert
habenden Radarsignals durch Messen einer Intensität des Meßsignals.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, bei der der Referenzgeber (13, 16) eine phasenstarre
Schleife (16, 17) zum Erzeugen des Referenzsignals enthält.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7, bei der der Referenzgeber (13, 16) eine an den Sender
(5) gekoppelte Referenzleitung (13) zum Auskoppeln des Referenzsignals aus dem Radarsignal
enthält.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, bei der die Referenzleitung (13) ein Verzögerungselement
(14) enthält.
11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, bei der die Antennenanordnung (6, 7, 20, 21,
22) einen Reflektor (21) umfaßt, durch welchen das von dem Sender (5) gesendete und
die Meßstrecke (1) ein erstes Mal passiert habende Radarsignal reflektierbar ist,
so daß es die Meßstrecke (1) ein zweites Mal passiert, und bei der der Empfänger (8)
in räumlicher Nähe zum Sender (5) angeordnet ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 7, welche einen Taktgeber (18) enthält, durch welchen ein
Taktsignal sowohl zum Sender (5) als auch zum Referenzgeber (13, 16) leitbar ist,
und bei der sowohl der Sender (5) als auch der Referenzgeber (13, 16) jeweils einen
Vervielfacher aufweisen, durch welchen das Radarsignal und das Referenzsignal mittels
jeweiliger Vervielfachung des Taktsignals erzeugbar sind.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, welche einen dem Taktgeber (18) zugeordneten Taktmodulator
(19) zum Erzeugen des Taktsignals mit einer weitgehend linear sich verändernden Taktfrequenz
aufweist.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 12, welche einen den Sender (5) zugeordneten
Sendemodulator (11) aufweist.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 14, welche als Radarschranke ausgebildet
ist.